Tia Cực Tím và tác động đối với sự sống

Tia cực tím là gì ?

Bức xạ cực tím hay còn gọi là tia tử ngoại, tia UV là những sóng dao động trong khoảng 10.000-100.000 triệu lần trong một giây (giữa 1015 và 1016 Hertz). Ánh sáng của mặt trời hay ngọn đèn khi bị tán sắc sẽ tạo thành 7 màu sắc như cầu vồng vì có bước sóng từ 400-750nm (1nanomet bằng một phần tỷ của met), còn tia cực tím (hay tia tử ngoại, tia UV) có bước sóng bé hơn 400nm nên mắt thường không nhìn thấy được, tác động lớn đến sự sống của trái đất.

Có 3 loại tia cực tím: UVA, UVB và UVC. Các tia cực tím A (UVA) có bước sóng nằm giữa 400 và 315nm, gần với tia sáng có thể nhìn thấy được. Đó là những tia chứa năng lượng thấp nhất so với các tia không nhìn thấy như tia X, tia gama nhưng nó vẫn đâm xuyên sâu hơn vào da chúng ta và tham gia một phần vào sự làm sạm da. Các tia cực tím B (UVB) có bước sóng nằm giữa 315 và 280nm, mạnh hơn các UVA, bị lọc bởi khí quyển. Chúng là tác nhân chính của việc làm sạm da cũng như gây ung thư da và các bệnh đục thuỷ tinh thể. Các tia cực tím C (UVC) có độ dài sóng nằm giữa 280 và 100nm, là tia cực tím mạnh nhất. Tất cả chúng đều bị lọc bởi tầng ozon và không đi đến trái đất được. Mắt loài ong nhìn thấy các tia sáng nằm giữa 300-700nm nên chúng có thể nhìn thấy các UVA và một số UVB.
Trong khí quyển trái đất, ở độ cao 15-30km có lớp ozon – một vành đai khí khá mỏng nhưng đủ sức bảo vệ sự sống. Ozon hấp thụ tối đa các UV có bước sóng lân cận 280nm, ngăn chặn các UVC, lọc một phần các UVB và đi qua các UVA. Ở tại tầng bình lưu, các UV phá vỡ oxy phân tử O2 để hình thành hai oxy nguyên tử O:

O2 ———→ O + O; O + O2 ———→ O3

Một oxy nguyên tử được phóng thích liền kết hợp với một phân tử oxy trung hoà có mặt trong khí quyển để tạo thành ozon O3 – vành đai bảo vệ sự sống của trái đất. Quá nhiều UV thì nguy hiểm nhưng không có chúng sẽ không có sự sống trên trái đất. Nhiều quá hay không đủ UV đều nguy hại nên rất cần có một sự cân bằng.

Sự cần thiết của các UV

Trước hết, bức xạ UVB được da chúng ta hấp thụ dẫn đến sự tổng hợp vitamin D cần thiết cho xương. Chỉ cần dạo chơi trên bãi biển khoảng một giờ đồng hồ trong một tháng là có đủ vitamin D.
Theo Jean Pierre Besancenot, Khoa Y học của Đại học Đijon (Pháp), các UVA có thể chữa bệnh vẩy nến (một bệnh về da do da tái sinh quá nhanh). Đó là cách điều trị duy nhất nên đèn UVA đã được chế tạo.
Các tia UV cũng giết chết các vi khuẩn. Trong thế kỷ XIX, người ta chống bệnh lao bằng quy hoạch đô thị, vạch ra những con đường khá rộng để cho ánh sáng mặt trời chiếu sáng vào tầng trệt. Người cổ đại cũng biết phơi quần áo ra ngoài nắng giúp trừ khử các loại bọ sống ký sinh.

Các loại Đèn UV được chế tạo phát ra các tia UVB và UVC khử trùng nước và dụng cụ phẫu thuật bằng cách phá vỡ cấu trúc, làm rối loạn phân tử ADN ở các tế bào vi khuẩn khiến chúng bị chết vì không thể phân chia tế bào được. Ở độ cao 25km, các UV giữ vai trò làm sạch không khí bằng cách làm các chất gây ô nhiễm biến đổi thành những phân tử vô hại. Cuối cùng các đèn UV có thể được sử dụng để tiệt trùng cho không khí của hệ thống đun nóng, thông gió và các phòng điều hoà nhiệt độ.

Tác hại của các tia UV

Song song những tác động có lợi, ở liều cao, các tia UV cũng gây nên những tác động có hại. Chúng làm kịch phát sự ô nhiễm quang hoá và tấn công các tế bào sống. Các UVA và UVB gây ra bỏng nắng. Về lâu dài, các vết bỏng đó làm suy yếu hệ miễn dịch, giảm khả năng phòng vệ trước các virut, đồng thời là tác nhân chính dẫn tới nguy cơ gây ra các đột biến của tế bào da hay ung thư da. Có hai loại ung thư da: các ung thư biểu mô và các khối u ác tính hắc tố. Loại ung thư thứ nhất thấy trên mặt và trên tay là do các UVA và UVB. Loại ung thư thứ hai, nặng hơn nhiều, giết chết 25% những bệnh nhân mắc phải. Trong 80% trường hợp, nó bắt đầu từ một nốt ruồi. Các khối u lành tính hắc tố cũng tăng lên và thấy ở trên các phần của cơ thể ít tiếp xúc với ánh sáng hơn (thân, các chân) ở những người có da màu sáng, sống dưới sự chiếu sáng nhân tạo ở những nước như Thụy Điển. Gần đây, theo kết quả nghiên cứu của tiến sĩ John Simon và Kerry Hanoon ở Trường Đại học Tổng hợp California thì UVA cũng độc hại, không chỉ khiến da bị lão hoá sớm mà còn phá huỷ ADN của tế bào da và làm suy giảm hệ miễn dịch.
Vì sao UV ở liều cao gây ra ung thư da? Đó là vì sự tấn công của chúng lên da đã phá hủy các mẩu của phân tử ADN chứa thông tin di truyền của tế bào da. Chấn thương đó làm đảo lộn sự ghi chép mật mã thông tin của tế bào da, dẫn đến nguy cơ mắc bệnh ung thư da.
Để chống lại sự tấn công của các UV, da sạm đi. Trong hoàn cảnh này, các tế bào đáy có tác dụng thường xuyên làm mới biểu bì có nguy cơ bị ung thư hóa. Để bảo vệ cho ADN của chúng chống lại những tác hại của các UV, các tế bào lân cận, các tế bào hắc tố chế tạo những hạt hắc tố (melanin) và đặt chúng lên trên các nhân tế bào đáy nhờ các đoạn kéo dài của chúng. Chính hắc tố đã nhuộm màu cho da, làm cho da sạm đi, khi các tế bào đáy đi lên bề mặt da, tạo thành lớp vỏ để chống lại các UV.
Về bệnh đục thủy tinh thể mắt do tác động của các UV, một nghiên cứu của Viện Inserm (Pháp) đã cho thấy những người tuổi trên 60 có nguy cơ gấp đôi mắc bệnh đục thủy tinh thể nếu như sống ở vùng Midi, phía Nam nước Pháp. Việc đeo kính râm làm giảm 40% nguy cơ mắc bệnh nhưng phải biết dùng loại kính râm nào. Ở trẻ em, loại kính xấu làm nặng thêm những tác hại gây ra bởi ánh sáng mặt trời. Trên thực tế, khi làm giảm sự chói lóa mắt, các kính đó dẫn đến sự dãn nở đồng tử và làm tăng cường sự tiếp xúc của thủy tinh thể với các tia UV.
UV tác hại đến thực vật chủ yếu là UVB. Khi tấn công các loại cây trồng, chúng biến đổi sinh hoá học của sự quang hợp bằng cách làm đảo lộn vai trò của các men và cấu trúc sâu của lá. Các bức xạ đó tấn công các lục lạp chứa diệp lục làm giảm sức sinh trưởng của thực vật. Điều này thể hiện ở sự giảm đi diện tích bề mặt các lá và chiều dài của các cành lá. UV còn tấn công thực vật nổi ở các đại dương, làm giảm sút khối lượng các tảo trên biển Nam cực.

Hiểu biết rõ hơn về các tác động của tia UV đối với sự sống sẽ giúp con người có những biện pháp hợp lý để tận dụng lợi ích và hạn chế tác hại của tia UV nhằm bảo vệ sức khoẻ của mình./.

(Tổng hợp từ Internet)